细胞周期K; CCNK

CYCK

HGNC 批准的基因符号：CCNK

细胞遗传学位置：14q32.2 基因组坐标（GRCh38）：14:99,481,408-99,512,439（来自 NCBI）

▼ 描述

CCNK 与 CDK12（615514）和 CDK13（603309）形成单独的蛋白质复合物，似乎在基因调控中具有独特的作用。CCNK-CDK12 复合体在 RNA 聚合酶 II（RNAPII；参见 180660）水平发挥作用，调节长复合体基因的表达，其中一些基因在 DNA 维持和修复中发挥作用（Blazek 等，2011）。

▼ 克隆与表达

一组人类细胞周期蛋白，包括细胞周期蛋白 C（123838）和 H（601953），提出了通过与细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK；例如 603184）结合并激活细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK；例如 603184）来调节转录的作用，这些激酶磷酸化 RNA 聚合酶 II（POLR2A；180660）大亚基的 C 末端结构域（CTD）。Edwards 等人通过在酿酒酵母菌株 SY2227 中表达人类 HepG2 cDNA，并筛选那些能够特异性克服交配信息素导致的生长停滞的 cDNA（1998）分离出编码一种新型细胞周期蛋白的 cDNA，他们将其命名为细胞周期蛋白 K。Northern 印迹分析表明，2.3-kb 细胞周期蛋白 K 转录物存在于所有测试的成人组织中，其中在睾丸中水平最高。在一些组织中还检测到了额外的 2.9-和 1.4-kb mRNA。利用原位杂交，作者发现，细胞周期蛋白 K mRNA 在成年小鼠睾丸和卵巢发育中的生殖细胞中高度表达。预测的 357 个氨基酸的细胞周期蛋白 K 蛋白分别与小鼠细胞周期蛋白 K 和人细胞周期蛋白 C 具有 99% 和 22% 的同一性。在哺乳动物细胞提取物的蛋白质印迹中，细胞周期蛋白 K 作为由主要的 54-kD 种类和较少丰富的 52-kD 种类组成的双联体迁移。

布拉泽克等人（2011）确定全长人类 CCNK（他们称为 CYCK）包含 580 个氨基酸，计算分子量约为 70 kD。它具有 N 端细胞周期蛋白框，以及 Edwards 等人报道的 357 个氨基酸蛋白质中不存在的 C 端富含脯氨酸的区域（1998）。

通过 HeLa 细胞的 PCR，Cheng 等人（2012）克隆了细胞周期蛋白 K 的 2 个剪接变体，他们将其称为 K1 和 K2。这些变体共享前 7 个外显子，但它们在 5 素数剪接方面有所不同。K1编码580个氨基酸的蛋白质，K2编码357个氨基酸的蛋白质。K1 在 HeLa 细胞中占主导地位。数据库分析预测了其他几个次要剪接变体，它们产生 2 个额外的亚型。

▼ 基因功能

Edwards 等人（1998）证明细胞周期蛋白 K 与体外有效的 CTD 激酶和 CDK 激酶活性相关，并与 POLR2A 共免疫沉淀。他们得出结论，细胞周期蛋白 K 可能在调节 CDK 和 RNA 聚合酶 II 活性中发挥双重作用。

Blazek 等人使用质谱技术和 HEK293 细胞的相互免疫沉淀分析（2011）发现 CYCK 在单独的复合物中与 CDK12 和 CDK13 相互作用。微阵列和RT-PCR分析表明，CYCK或CDK12（而非CDK13）的敲低会降低一小部分基因的表达，其中大多数基因相对较长且具有大量外显子，但不会改变总体转录率。一些受影响的基因在 DNA 复制、重组和修复中发挥作用，包括 FANCI（611360）、FANCD2（613984）、ATR（601215）、BRCA1（113705）和 SMARCC2（601734）。CYCK 或 CDK12（而非 CDK13）的敲低会减少 RNAPII C 末端结构域的丝氨酸磷酸化，并减少 RNAPII 在 FANCI、BRCA1 和 ATR 启动子上的占据。人类细胞系中 CYCK 或 CDK12 的敲低诱导自发性 DNA 双链断裂，激活 DNA 损伤细胞周期检查点，并增加细胞对 DNA 损伤剂的敏感性。布拉泽克等人（2011）得出结论，CYCK-CDK12 和 CYCK-CDK13 复合物具有独特的功能，并且 CYCK-CDK12 复合物在维持基因组稳定性方面发挥作用。

Cheng 等人孤立地（2012）发现人类 CCNK 的 K1 和 K2 亚型与 CDK12 相互作用，并且 CCNK-CDK12 复合物丝氨酸磷酸化 RNAPII 的 C 端结构域。激活 CDK12 需要 CCNK。

▼ 基因结构

Edwards 等人（1998）确定CCNK基因含有8个外显子。

程等人（2012）确定 CCNK 基因包含 12 个外显子，跨度约为 30 kb。

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通过荧光原位杂交作图，Edwards 等人（1998）将 CCNK 基因定位到染色体 14q32。

▼ 分子遗传学

在一名 13 岁非裔美国女孩（患者 4）中，她患有智力发育障碍，伴有距离过远和独特的面容（IDDHDF；618147），Fan 等人（2018）鉴定了 CCNK 基因中的从头杂合错义突变（K111E; 603544.0001）。该突变是通过全外显子组测序发现的。患者细胞无法用于研究，但作者推测该突变可能会导致空间位阻并导致复合物不稳定。敲除ccnk基因后，该突变的表达未能挽救斑马鱼的异常表型。另外三名患有类似疾病的患者的 14q32 号染色体存在较大缺失，其中包括 CCNK 基因。范等人（2018）假设单倍体不足是一种发病机制。

▼ 动物模型

Blazek 等人（2011）发现敲除小鼠 Cyck 会导致早期胚胎死亡，因为在胚胎第 4.5 天没有获得 Cyck -/- 胚胎。Cyck +/- 小鼠表现正常并且具有生育能力。LacZ 染色显示小鼠胚胎发育过程中广泛表达 Cyck。

范等人（2018）发现 ccnk 基因在受精后 1 天发育中的斑马鱼中广泛表达，随后在整个发育过程中在大脑中持续表达。吗啡啉敲低或基于 CRISPR/Cas9 的 ccnk 基因敲除会导致剂量依赖性胚胎致死，以及小眼睛、畸形头部、软骨下颌异常和卷曲脊髓，这表明其在中枢神经系统中发挥作用。还有证据表明突变动物的神经细胞死亡增加。

▼ 等位基因变异体（1 个选定示例）：.

0001 智力发育障碍，伴有超远距和独特面容（1 名患者）
CCNK、LYS111GLU
Fan 等人在一名 13 岁女孩（患者 4）中进行了研究，该女孩患有智力发育障碍、距离过远和独特的面容（IDDHDF; 618147）（2018）在 CCNK 基因中发现了一个从头杂合的 c.331A-G 转变（c.331A-G, NM_001099402.1），导致功能域中的保守区域发生 lys111-to-glu（K111E）取代。该突变是通过全外显子组测序发现的，但在 ExAC 或 gnomAD 数据库中未发现。患者细胞无法用于研究，但作者推测该突变可能会导致空间位阻并导致复合物不稳定。敲除ccnk基因后，该突变的表达未能挽救斑马鱼的异常表型。范等人（2018）假设单倍体不足是一种发病机制。